• [자동차] 차세대 엔진 몸집은 줄이고 힘은 키우고

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  • 글쓴이 : 자료제공 : 경향신문[http://www.khan.co.kr]
  • 09.04.21 09:19:12
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기름 값은 올라가고 환경규제는 심해진다. 자동차 업계가 직면한 외부 환경의 도전이다. 현대·기아차를 비롯한 국내 업체는 물론 BMW, 폭스바겐 등 해외 유수 업체들은 이에 맞서 연비는 낮추고 주행성능은 높이는 등 더 효율적인 제품을 만드는 데 골몰하고 있다. 소비자도 단순히 ‘멋지고 큰 고성능 차량’을 찾는 옛날식 소비성향을 넘어 ‘좀더 환경을 생각하면서 성능은 최대한 즐기는 차’를 선호하는 일종의 책임소비 성향으로 바뀌고 있다. 이런 차를 만드는 업체가 존경받고 미래에도 살아남을 수 있다는 사회적 경고이기도 하다.

◇엔진 줄이고 터보로 보완
극한의 운전 성능을 강조해온 BMW의 변화는 최근 자동차 업계가 직면한 도전과 응전을 상징적으로 보여준다. BMW가 지난해 12월 한국 시장에 들여온 5세대의 새 7시리즈가 대표적이다. 7시리즈는 외형은 큰 변화가 없지만 엔진용량을 줄였다. 대신 신기능 터보로 보완해 성능은 오히려 높였다.

740모델의 경우 세계 최초의 직렬 6기통 트윈터보 엔진을 장착시켰다. 트윈터보 엔진은 터빈을 키우는 대신 더욱 정밀한 인젝터를 사용해 엔진에 연료를 직접 분사하면서 출력을 20마력이나 끌어올렸다. 기존 V8에서 2기통이 줄어들었지만 효율과 성능은 좋아진 것이다. 750모델도 8기통 4.4ℓ엔진에 트윈터보를 얹어 407마력을 낸다.

기존 750은 물론 760의 12기통 엔진보다 성능이 좋고 유로-5 환경기준에도 부합한다는 게 회사 측 설명이다. 동급 대형차에 비해 저탄소, 저연비를 실현한 비결이 바로 터보엔진 기술에 있는 셈이다. 엔진의 터빈을 안쪽으로 밀어 넣어 크기를 줄인 것도 특징이다. BMW 측은 “이를 통해 출력은 41마력, 연비는 약 12% 줄였다”고 설명했다.

◇직분사, 가변엔진도 효율 향상
폭스바겐 TDI 같은 디젤엔진의 직분사 기술도 대세로 자리잡고 있다. 직분사는 말 그대로 연료를 직접 연소실에 뿌려주는 양을 정밀하게 제어하는 기술이다. 최근엔 직분사 엔진(GDI) 착용이 디젤을 넘어 가솔린차로 확대되고 있다.

FSI로 이름 붙인 아우디나 폭스바겐 같은 가솔린 직분사 엔진은 세계적 수준이다. 최근 국내에 시판된 아우디의 A4 2.0 콰트로 같은 차는 터보를 더한 TFSI 엔진으로 고성능과 효율을 자랑한다. 2000㏄ 배기량에 최고출력 211마력, 최대토크 35.7kg·m, 정지 상태에서 시속 100㎞까지 6.9초에 이른다.

가동하는 기통 수를 상황에 따라 조정하는 가변형 엔진도 등장했다. 가변형 엔진은 유형별로 연비를 5~10%씩 줄일 수 있는 게 장점이다. 지난해 인기 몰이한 혼다 어코드는 ‘가변실린더 제어(VCM)’ 시스템을 채용했다. 정지에서 가속할 때는 6기통을 쓰고, 주행 중 완만한 가속 때는 4기통, 일정 속도로 달릴 때는 3기통만 쓰는 식이다. 기본 6기통(3.5ℓ)이지만 3기통을 쓸 때는 1.75ℓ급, 4기통 때는 2.33ℓ급으로 변신하며 연료 소모량을 줄일 수 있다.

밸브 여닫이를 조절해 저출력일 때 공기량을 줄이는 등 연소량을 제어하는 가변형 밸브 기술은 국산차를 포함해 보편화되고 있다. 현대·기아차의 경우 포르테를 비롯한 다수 차종에 가변 흡배기 기능이 들어가고, 가솔린 터보와 직분사 기술도 속속 선보이고 있다. 2000㏄급의 경우 지난해 나온 제네시스 쿠페는 터보를 달아 210마력으로 키웠고, 이번 서울모터쇼에선 터보에 직분사(GDI)까지 더해 최대 출력을 280마력까지 낼 수 있는 엔진까지 선보였다.

이 엔진은 2010년쯤 상용화할 것으로 기대된다. 현대·기아차 관계자는 “기술적 제약보다는 차량 가격 부담을 고려해야 해 직분사, 터보차저 등을 적용한 가솔린 엔진의 상용화 시기를 저울질 중”이라고 말했다. 박용성 교통안전공단 차성능연구소 박사는 “환경과 경제를 고려해 엔진 크기를 줄이면서도 효율을 높이는 터보와 직분사, 가변형 엔진은 세계적 흐름”이라며 “하이브리드차도 사실은 이런 기술을 바탕으로 성능이 극대화되고 있다”고 설명했다.
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